思考题、讨论题和习题

2-1　如果有一根轴断了，如何判断它是静载荷破坏还是疲劳破坏？

2-2　什么是高周疲劳、低周疲劳？各举出两例。

2-3　举出三种提高疲劳强度的措施。

2-4　某材料的对称循环疲劳极限σ-1=280MPa，循环基数N0=107，m=9。试求循环次数分别为104、5×104、105次时的疲劳极限。

2-5　45钢的对称循环疲劳极限σ-1=250MPa，循环基数N0=5×106，m=9。如以此材料作试件进行试验，分别以对称循环变应力σ1=400MPa，σ2=300MPa，σ3=200MPa作用，试求在上述各应力作用下相应的循环次数。

2-6　某材料试件的σ-1=300MPa，循环基数N0=107，m=9。试绘制此材料的σ-N疲劳曲线。

2-7　某调质钢制成的零件，工作应力为σmax=280MPa，σmin=-80MPa；影响系数为kσ=1.2，εσ=0.85，βσ=1；材料力学性能为σB=900MPa，σs=800MPa，σ-1=400MPa，σ0=680MPa。设寿命系数kN=1.2。

（1）绘制σm-σa许用疲劳极限应力图。

（2）求极限值σra，σrm，σrmax，σrmin。

（3）若取许用安全系数[Sσ]=1.4，试校核该零件是否安全？

（4）若材料在承受r=0.5的变应力时，能承受的最大应力是多少？

2-8　某转轴工作时承受规律性非稳定对称循环变应力，σ1=500MPa，σ2=450MPa，σ3=400MPa，在每一工作周期内各应力均作用一次，已工作90000个周期，转轴材料的对称循环疲劳极限σ-1=300MPa，循环基数N0=107，m=9。求：

（1）零件的总寿命损伤率。

（2）零件剩余寿命还能工作多少个周期。

2-9　某转轴在对称循环弯曲应力下工作，载荷变化规律如图2-18所示。要求使用寿命为10年，每年工作250天，每天6h。已知轴的转速n=20r/min，σ1=100MPa。轴的材料为碳钢，σs=380MPa，σ-1=250MPa，kσ=1.6，εσ=0.8，βσ=0.9，N0=107，m=9。试确定轴的寿命系数，疲劳极限和安全系数。

2-10　有一轴的材料屈服强度σS=450MPa，σ-1=220MPa，σ0=400MPa，ψ=0.1，受变应力σa=σS=450MPa，σa=50MPa，σm=40MPa，应力集中系数 =2.1。

图2-18　题2-9图

按r=常数，σmin=常数，σm=常数，三种情况计算其安全系数，各用图解法和计算法两种方法求解，并互相比较。